최근 마이크로 엔드밀을 이용한 가공은 소형구조물이나 소형기계의 부품과 금형산업에서 양호한 표면 거칠기와 가공시간의 단축을 위해 고정도의 기술을 요구하고 있다. 마이크로 엔드밀을 이용한 가공에 있어서 가공조건은 절삭면의 표면거칠기에 커다란 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 엔드밀을 이용하여 스테인리스 강(STS 304)의 표면을 가공하였고, 실험계획법에 의해 최적의 표면거칠기를 얻기 위한 가공조건에 대해 분산분석하였다. 본 연구를 통하여 마이크로 엔드밀에 의한 가공에서 가공조건은 절삭깊이, 스핀들의 회전수, 이송속도의 순서로 표면거칠기에 영향을 미치는 것을 알았다.
지금까지 재현성이나 안정성이 문제가 되어온 경면 연삭이나 연성 모드 연삭도 ELID 연삭법의 개발에 따라 실용화되기 시작하고 있다. 부드러운 지석으로 피삭재 표면을 문지르듯이 가공한 기존의 다듬질 연삭은 예리하게 돌출된 미세한 지립에 의해 삭둑삭둑 잘리며 능률적으로 경면화되고 초정밀화 될 수 있는 신가공 기술로 변해 왔다. 또 절삭 가공의 이미지로 난가공재를 깎는 고능률 연삭도 실용 단계로 들어섰다. ELID 법의 본격적인 보급을 위해 관련된 제조업체의 협력으로 주변 기술의 정비가 진행되고 있지만 ELID 연삭 조건을 최적화하려면 작업 목적의 설정과 구성 요소의 선정을 좀더 명확하게 한 다음 적용할 기계 정밀도·성능, 기능과의 적합성을 검토할 필요가 있다.
최근 여러 사회적인 변화에 따라 한옥에 대한 수요가 증가하고 있다. 하지만 한옥은 수가공으로 인한 가격 상승의 큰 문제점을 가지고 있다. 따라서 한옥 접합부의 모듈화를 위해 기계가공과 수가공과의 성능비교를 하였다. 더글라스퍼를 이용하여 두 가공법으로 실대재 주먹장을 제작하였다. 두 가공법에 대해 휨 성능을 평가하였다. 평균 최대하중은 같은 치수의 그룹을 비교했을 때 기계가공이 수가공에 비해 약 1.5배 더 높았다. 유의성 검증결과 두 가공법 모두 각 요소의 크기변화는 강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 다중회귀분석을 통해 목길이와 목두께는 최대하중과 비례 관계였으나 목너비는 반비례관계인 것을 알 수 있었다. 본 연구는 한옥 접합부를 모듈화 함에 있어 기초자료로 사용할 수 있을 것이다.
각이 있는 얇은 콘 제품을 생산하기 위한 가공법으로는 전단 스피닝에 의한 성형방법이 많이 이용되고 있으며 이는 다른 가공방법에 비해 성형에 필요한 힘이 적게 들고 전단 스피닝에 의해 가공된 제품의 기계적인 강도가 우수하며 표면 품질이 우수하기 때문이다. 따라서 전단 스피닝 기술은 산업현장에서 폭 넓게 이용되고 있다. 특히 전단 스피닝과 유동성형은 자동차, 항공, 방위산업에 자주 이용되고 있다. 본 논문에서는 전단 스피닝에 대한 유한요소해석을 통해 가공깊이와 롤의 리드각이 성형력에 미치는 영향을 살펴보았다. 다양한 가공깊이와 롤의 리드각 조건에서 축 및 반경방향의 성형력을 구하였다.
본 연구에서는 금형의 재활용을 촉진하기 위하여 성형공정을 소재의 제거공정과 부가공정으로 보고, 신속 성형 방법인 레이저 직접 금속조형(LADMD) 공정의 환경영향 및 생산성을 제거공정인 밀링가공과 비교하여 평가하였다. 두 가지 형상의 금형에 대하여 CAM 프로그램인 PowerMill을 이용하여 가공경로를 생성하고 가공시간을 예측하여 생산성을 알아본 결과 LADMD 공정의 생산성은 가공량이 유사한 경우에도 밀링공정에 비하여 월등히 우수한 결과를 보였다. 환경 친화적 가공방법으로 알려져 있는 LADMD 공정을 에너지의 사용에 초점을 맞추어 평가한 결과로는 레이저의 발생을 위하여 사용하는 전기에너지의 양이 전통적인 밀링가공법에 비하여 월등하게 많은 점이 앞으로 개선하여야 할 문제임을 알 수 있었다. 여러 가지 장점을 갖고 있는 LADMD 공정은 생산성 및 경제성이 우수하고 자원의 낭비를 줄일 수 있으며 친환경적인 가공법으로 재제조 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
1) 강소성 유한 요소법 프로그램 RDHPSC는 2단헤딩 가공에 있어서의 신뢰 할 수 있는 해석수단이다. 2) RDHPSC에 의한 2단헤딩의 해석은 2단헤딩가공에서의 최적 가공 조건의 결정에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 3) 2단헤딩 가공중의 금속흐름을 수치해석에서의 격자 변형에 의해 관찰될 수 있다. 4) 2단헤딩 가공중의 표면 결함의 발생가능성은 수치해석 결과에서 원수방향응력과 계수 D를 관찰함으로서 탐색되어질 수 있다. 5) 2단헤딩가공중에 있어서의 내부결함 발생가능성은 수치해석의 격차 변형을 통하여 알 수 있다. 6) 마무리 가공금형 수명에 대한 최적가공조건은 수치해석에서의 접촉압력을 조사하여 얻을 수 있다.(이 논문의 결론부분임)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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